Датчики давления

Как и датчики температуры, датчики давления отно­сятся к наиболее широко употребительным в технике. Однако для непрофессионалов измерение давления представляет меньший интерес, так как существую­щие датчики давления относительно дороги и имеют лишь ограниченное применение. Несмотря на это, рас­смотрим некоторые варианты их использования,

Для любительской практики представляют инте­рес лишь относительно недорогие кремниевые датчики давления, имеющие выходной сигнал чаще всего порядка нескольких вольт. Обычно такой датчик из­готовляют из кремниевой пластины, часть которой вытравливают до образования тонкой мембраны. Ме­тодом ионной имплантации на мембране выполняют резистивные элементы с межсоединениями. При из­менении давления мембрана прогибается, и под дей­ствием пьезоэлектрического эффекта происходит из­менение сопротивления резистивных элементов (рисунок 4.4). Тол­щина мембраны, как и геометрическая форма рези­сторов, определяется областью допустимых давлений. Преимуществами широко распространенных датчиков этою типа являются:

§ высокая чувствительность,

§ хорошая линейность,

§ незначительные гистерезисные явления,

§ малое время срабатывания,

§ компактная конструкция,

§ экономичная планарная технология изготовления.

Недостаток, заключающийся в повышенной температурной чувствительности, можно в большинстве случаев скомпенсировать (рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 – Измеритель­ный мост из четырех идентичных пьезорезисторов, составляющих в совокупности датчик давления	Рисунок 4.4 – Характеристика кремние­вого датчика давления при различных температурах (25 и 125 °С)

Поскольку в этом случае максимальное выходное напряжение составляет лишь 0,1 В, для дальнейшей обработки сигнала его нужно усилить еще примерно до 1 В. Такое 10-кратное усиление по напряжению с помощью стандартных операционных усилителей не составляет проблемы, а поэтому согласование сигнала с измерительным при­бором осуществляется легко. Для измерений с повы­шенной точностью следует дополнительно компенсировать температурную погрешность датчиков.